超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維或薄膜的高強度、高模量等優異力學性能通常與制品中特有的shish晶體結構相關，這種由伸直鏈組成的高度取向shish晶體結構通常只有在較強的拉伸、剪切等流動場中才能形成。在UHMWPE纖維紡絲成型加工中的多級熱拉伸流場使初生纖維的晶體結構發生復雜的結構演變，最終的纖維制品中形成了大量shish-kebab或shish晶體，從而也使UHMWPE纖維成為世界三大高性能纖維之一。因此，對于拉伸流場下shish-kebab晶體的形成和演變機理研究對獲得更高性能的UHMWPE制品有著重要意義。科學家們對于shish-kebab晶體的形成和演變機理已經做了大量研究，普通片晶結構會在拉伸流場作用下重結晶形成shish-kebab晶體，再進一步轉變成纖維晶。這些研究都是關注拉伸流場的作用下形成shish-kebab或shish晶體，但拉伸流場的復雜性使獲得的shish-kebab或shish晶體結構不穩定。因此，在UHMWPE制品中引入shish晶體并加深對高分子shish-kebab晶體的形成和演變機理的認識是非常有意義的，而且對發展UHMWPE薄膜和纖維的制備技術有指導作用。
圖1. UHMWPE薄膜的晶體形貌和熔融行為
圖2. UHMWPE薄膜在熱拉伸過程中的長周期（L）、長周期的分布（Δq）、側面尺寸（Lsaxs）和shish長度（Lshish）
圖3.UHMWPE薄膜熱拉伸到不同階段的晶體形貌
圖4. UHMWPE薄膜在熱拉伸后的力學性能
圖5.預保留shish晶體UHMWPE薄膜熱拉伸中結構演變的機理
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c00343
- 長春應化所王保力研究員團隊 Macromolecules：利用催化劑的“限域作用”和“氟效應”制備解纏結超高分子量聚乙烯 2026-02-06
- 深圳大學王澤凡、朱才鎮等 Macromolecules: 纏結與晶體內鏈傾斜角如何影響超高分子量聚乙烯單軸拉伸過程中的晶體取向 2025-04-14
- 鄭州大學陳靜波教授課題組 Macromolecule：通過控制初生超高分子量聚乙烯燒結過程研究鏈擴散和纏結 2024-04-18
- 寧波大學王宗寶教授團隊 Macromolecules：保留shish晶體的高纏結超高分子量聚乙烯薄膜熱拉伸過程中的結構演變研究 2024-04-01
- 鄭大劉春太/王震團隊 Macromolecules：熱誘導取向態PA11結構演變- Brill轉變溫度以上氫鍵層保留的直接證據 2025-01-05
- 華南理工殷盼超教授團隊 Acc. Chem. Res.：團簇粒子的結構松弛動力學 2024-10-06
- 瑞典皇家理工學院Lars A. Berglund教授團隊等 ACS Nano：納米纖維素/納米黏土復合薄膜干燥過程納米結構演變 2023-09-10
